Planeamento de rede 5G privada na Barragem da Hidroelétrica de Cahora Bassa

Abstract

A rede 5G foi desenvolvida para atender às novas necessidades tecnológicas nos vários setores de atividade económica. O presente trabalho de investigação propõe um planeamento de rede 5G privada na hidroelétrica de Cahora Bassa em Moçambique de modo a oferecer comunicações de dados e voz entre os colaboradores, tanto em ambientes internos quanto externos naquele empreendimento hidroelétrico. O objetivo central foi avaliar como a conectividade 5G pode responder as necessidades de comunicação móvel naquela usina hidroelétrica, localizada numa zona isolada e montanhosa. O planeamento de rede envolveu a adoção da técnica MIMO massivo, para 5G SA com frequência portadora de 3.5 GHz e a realização de simulações de cobertura de rede para uma determinada quantidade de dispositivos ou utilizadores conectados em dois cenários de implementação, "indoor" e "outdoor". Foram consideradas algumas métricas de desempenho de rede como, "throughput", a relação SINR e potência de transmissão. Os resultados mostraram que para esta implementação de rede 5G, a potência de transmissão de 44dBm é ideal para oferecer uma boa cobertura do sinal em ambos cenários, no entanto, é importante equilibrar o esquema de modulação de acordo com a necessidade, 16QAM para maior cobertura e 256QAM para maior "throughput". No que se refere ao tamanho do "cluster" considerou-se o 3C, pois, devido a maior agregação de largura de banda que esta configuração oferece, pode proporciona valores de SINR mais altos resultando numa melhor qualidade do sinal.

The 5G network was developed to meet new technological demands across various economic sectors. This research study proposes a private 5G network planning at the Cahora Bassa hydroelectric plant in Mozambique to provide data and voice communications among employees, both in indoor and outdoor environments within the hydroelectric facility. The main objective was to evaluate how 5G connectivity can address the mobile communication needs of the hydroelectric plant, which is located in an isolated and mountainous region. The network planning involved the adoption of Massive MIMO technology for 5G SA with a carrier frequency of 3.5 GHz, as well as network coverage simulations for a specific number of devices or users in two implementation scenarios: indoor and outdoor. Some network performance metrics were considered, including throughput, SINR ratio, and transmission power. The results indicated that, for this 5G network implementation, a transmission power of 44 dBm is ideal for ensuring good signal coverage in both scenarios. However, it is crucial to balance the modulation scheme according to specific needs:16QAM for greater coverage and 256QAM for higher throughput. Regarding the cluster size, a 3C configuration was considered, as the greater bandwidth aggregation provided by this setup can result in higher SINR values, leading to improved signal quality.